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| Book/Report | FZJ-2017-03461 |
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1966
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag
Jülich
Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/14356
Report No.: Juel-0343-RE
Abstract: Der vorliegende Bericht enthält theoretische Vorstudien für die Planung eines thermischen Impulsreaktors der Kernforschungsanlage Jülich. Die darin erzielten Ergebnisse dienen hauptsächlich zur Beurteilung verschiedener Reaktorsysteme im Hinblick auf die vorgesehene Nutzung und zur endgültigen Spezifizierung des Reaktors. Nach einer einleitenden kurzen Darstellung der heute bekannten Impulsreaktoren wird in Abschnitt 2 und 3 das vorgesehene Experimentierprogramm dargestellt und bezüglich der daraus folgenden Reaktorparameter erläutert. Zu den wichtigsten Experimenten zählen Brennelementtestversuche im Zusammenhang mit Untersuchungen zur Reaktorsicherheit und Reaktorentwicklung sowie Funktionsprüfungen an elektronischen Bauteilen bei hoher Strahlenbelastung. Daneben sind eine Reihe medizinischer und chemischer Untersuchungen und Strahlenschutzuntersuchungengeplant. Die Brennelementte stve rsuche, durch die die Auslegung des Reaktors im wesentlichen bestimmt wird, erfordern thermischeFlußzeitwerte von minimal $10^{16}cm^{-2}$ bei einer Impulslänge von 60 - 100 msec (Anstiegsperioden von 20 - 30 msec). Sie erfordern neben dem eigentlichen Impulsbetrieb außerdem einen Reaktorbetrieb bei quasistationärer Leistung, d. h. die Möglichkeit zur Auslösung von Rechteckimpulsen (deren Länge zwischen 5 und 200 sec variiert werden kann). In Abschnitt 4 wird gezeigt, daß durch diese Forderungen die Brennelemente des geplanten Reaktors auf eine Matrix mit Feststoffmoderator aus BeO oder Graphit und geringer Brennstoffkonzentration festgelegt sind. BeO erscheint wegen seiner wesentlich größeren Wärmekapazität vom thermodynamischen Standpunkt aus vorteilhafter als Graphit, allerdings kann BeO, wie in Abschnitt 5 gezeigt, auf Grund seiner geringen Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen und seinem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul nur in Systemen, in denen geringe Temperaturgradienten auftreten, Verwendung finden. Da über das Verhalten von BeO bei Wechselbeanspruchung bislang wenig bekannt wurde, ist der Einsatz dieses Materials außerdem vorläufig nur bei Brennelementsystemen ohne Risiko möglich, bei denen BeO keine tragende Funktion übernimmt. Solche Systeme sind für den geplanten Impulsreaktor denkbar und, da Strahlenschädigungen im BeO wegen des geringen Lastfaktors bei Impuisreaktoren keine Rolle spielen, auch möglich. Die weiteren Untersuchungen wurden daher konkurrierend für Graphit und BeO durchgeführt. [...]
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